Um novo estudo liderado por um cientista terrestre da Universidade de Bristol mostrou que recentemente relatou um comportamento inesperado em Titã, a maior lua de Saturno, é devido à sua química atmosférica única.

A atmosfera polar de Titã experimentou recentemente um resfriamento inesperado e significativo, contrário a todas as previsões do modelo e diferindo do comportamento de todos os outros planetas terrestres em nosso sistema solar.

Titan é a maior lua de Saturno, é maior que o planeta Mercúrio, e é a única lua em nosso sistema solar a ter uma atmosfera substancial.

Usualmente, a atmosfera polar de alta altitude no hemisfério de inverno de um planeta é quente por causa do ar que está sendo comprimido e aquecido - semelhante ao que acontece em uma bomba de bicicleta.

Surpreendentemente, O vórtice polar atmosférico de Titã parece ser extremamente frio.

Antes de sua extinção na atmosfera de Saturno em 15 de setembro, a espaçonave Cassini obteve uma longa série de observações da atmosfera polar de Titã cobrindo quase metade dos 29,5 anos terrestres de Titã usando o instrumento Composite Infrared Spectrometer (CIRS).

As observações da Cassini / CIRS mostraram que, embora o ponto quente polar esperado tenha começado a se desenvolver no início do inverno em 2009, isso logo se transformou em um ponto frio em 2012, com temperaturas tão baixas quanto 120 K sendo observadas até o final de 2015.

Apenas nas observações mais recentes de 2016 e 2017 o ponto quente esperado retornou.

O autor principal, Dr. Nick Teanby, da Escola de Ciências da Terra da Universidade de Bristol, disse:"Para a Terra, Vênus, e Marte, o principal mecanismo de resfriamento atmosférico é a radiação infravermelha emitida pelo gás traço CO2 e, como o CO2 tem uma longa vida útil na atmosfera, é bem misturado em todos os níveis atmosféricos e dificilmente é afetado pela circulação atmosférica.

"Contudo, em Titan, reações fotoquímicas exóticas na atmosfera produzem hidrocarbonetos, como etano e acetileno, e nitrilos incluindo cianeto de hidrogênio e cianoacetileno, que fornecem a maior parte do resfriamento. "

Esses gases são produzidos na alta atmosfera, então tenha um gradiente vertical íngreme, o que significa que suas abundâncias podem ser significativamente modificadas mesmo por modestas circulações atmosféricas verticais.

Portanto, a subsidência polar de inverno levou a um enriquecimento maciço desses gases radiativamente ativos sobre o pólo de inverno meridional.

Os pesquisadores usaram a temperatura e a abundância de gás medidas com a Cassini, juntamente com um modelo de equilíbrio radiativo numérico de taxas de aquecimento e resfriamento, para mostrar que o enriquecimento de gases traço era grande o suficiente para causar resfriamento significativo e temperaturas atmosféricas extremamente frias.

Isso explica as observações anteriores de estranhas nuvens de gelo de cianeto de hidrogênio que foram observadas sobre o pólo em 2014 com as câmeras da Cassini.

O Dr. Teanby acrescentou:"Este efeito é até agora único no sistema solar e só é possível por causa da química atmosférica exótica de Titã." Um efeito semelhante também pode estar ocorrendo em muitas atmosferas de exoplanetas, tendo implicações para a formação de nuvens e dinâmica atmosférica. "

O estudo é publicado em Nature Communications .